某碳酸鹽貧磁鐵礦選別效果考查及提質(zhì)工藝研究

吳文紅 唐 昊

(鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院)

某碳酸鹽貧磁鐵礦選別效果考查及提質(zhì)工藝研究

吳文紅 唐 昊

(鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院)

通過對(duì)某地選廠處理高碳酸鹽貧磁鐵礦礦石工藝流程選別效果考查分析，查明由于該礦石碳酸鐵含量較高，其鐵礦物嵌布粒度較細(xì)，采用細(xì)篩提質(zhì)工藝處理該礦，存在最終鐵精礦品位難以達(dá)到65%以上的問題，并針對(duì)該問題進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。根據(jù)研究結(jié)果提出了采用細(xì)磨磁選提高其終精品位的提質(zhì)工藝流程措施建議。

高碳酸鐵貧磁鐵礦 細(xì)粒嵌布 提質(zhì) 細(xì)篩 解離度

某地選廠采用“階段磨礦—單一磁選—細(xì)篩再磨”工藝流程處理碳酸鹽貧磁鐵礦礦石，近年來由于礦石中碳酸鐵含量增加，其最終鐵精礦品位難以達(dá)到65%以上。為此，針對(duì)該問題進(jìn)行了流程選別效果考查分析，查找出了最終精礦品位低的原因并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出了措施建議。

1 工藝流程簡(jiǎn)述

某地選廠處理含碳酸鹽貧磁鐵礦的生產(chǎn)工藝流程為階段磨礦—單一磁選—細(xì)篩再磨工藝流程，即原礦由1段球磨機(jī)與1次螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成1段閉路磨礦作業(yè)，1次分級(jí)溢流給入1段弱磁機(jī)進(jìn)行1段磁選，拋出部分合格尾礦，1段磁選精礦給入2次分級(jí)作業(yè)，1次分級(jí)沉砂給入2段球磨機(jī)，球磨排礦返回2次分級(jí)旋流器，2次分級(jí)溢流給入1段脫水槽，脫水槽精礦給入2段弱磁選別，2段磁選精礦給入1段高頻振網(wǎng)篩(振網(wǎng)篩篩孔為0.075 mm，2段亦同)，1段細(xì)篩篩上產(chǎn)品給入脫水弱磁選機(jī)濃縮，脫水磁精給入3段球磨機(jī)進(jìn)行再磨，再磨排礦給入2段脫水槽，脫水槽精礦給入3段弱磁選別，3段磁選精礦給入2段振網(wǎng)篩，2段細(xì)篩篩上產(chǎn)品返回到再磨前脫水永磁作業(yè)；1段、2段篩下產(chǎn)品合并給入3段脫水槽，脫水槽精礦給入4段弱磁選別，4段磁選精礦給入4段脫水槽，4段脫水槽精礦作為最終精礦產(chǎn)出，各段磁選機(jī)尾礦、脫水槽尾礦合并作為綜合尾礦輸送到尾礦壩堆積。

2 各選別及提質(zhì)作業(yè)考查結(jié)果

通過對(duì)處理該碳酸鹽貧磁鐵礦工藝流程的考查得出，原礦品位為24.30%，終精品位為64.21%，精礦產(chǎn)率為18.20%，綜尾品位為15.42%，金屬回收率為48.09%。

2.1 1段磁選拋尾作業(yè)

原礦經(jīng)過1段磨礦分級(jí)后，粒度為-0.074 mm 52.44%的1段分級(jí)溢流給入1段弱磁選機(jī)選別拋尾。1段磁選作業(yè)選別指標(biāo)見表1。

表1 1段磁選作業(yè)選別指標(biāo) %

鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產(chǎn)率24.3043.8614.2667.03

由表1可知，1段磁選作業(yè)在粗磨的條件下，拋掉了鐵品位為14.26%、產(chǎn)率為67.03%的尾礦，拋尾量較多但鐵品位較高。

2.2 2段、3段弱磁拋尾作業(yè)

2段、3段選別作業(yè)均為細(xì)篩前選別拋尾作業(yè)，1段磁選精礦給入2次分級(jí)作業(yè)分級(jí)，粒度為 -0.074 mm 88.53%的2次分級(jí)旋流器溢流給入2段磁選作業(yè)拋尾；1段、2段細(xì)篩篩上產(chǎn)品給入再磨機(jī)再磨，粒度為-0.074 mm 91.50%的再磨排礦給入3段磁選作業(yè)拋尾，2段、3段選別作業(yè)技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 2段、3段磁選拋尾作業(yè)選別指標(biāo) %

作業(yè)名稱鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產(chǎn)率1段脫水槽43.8651.7618.487.832段磁選機(jī)51.7655.7715.612.512段脫水槽51.4552.3416.820.663段磁選機(jī)52.3455.0621.772.09

由表2可知，1段脫水槽提質(zhì)幅度較大，1段脫水槽提質(zhì)7.90個(gè)百分點(diǎn)，2段磁選機(jī)提質(zhì)效果也較好，精礦鐵品位提高了4.01個(gè)百分點(diǎn)；而2段脫水槽提質(zhì)幅度則較小，只提高了0.89個(gè)百分點(diǎn)，2段、3段弱磁選別作業(yè)尾礦品位都較高。

2.3 細(xì)篩提質(zhì)作業(yè)

1段、2段細(xì)篩作業(yè)是磁鐵礦流程的關(guān)鍵提質(zhì)作業(yè)。細(xì)篩作業(yè)主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 細(xì)篩作業(yè)主要技術(shù)指標(biāo)

由表3可知，1段、2段細(xì)篩的提質(zhì)幅度均較高，1段提高了6.79個(gè)百分點(diǎn)，2段提高了6.65個(gè)百分點(diǎn)，但在1段篩給粒度為-0.074 mm 88.64%的條件下，篩給鐵品位較低，只有55.77%，篩下粒度在-0.074 mm 98.75%的條件下，篩下鐵品位只有62.56%，兩段細(xì)篩作業(yè)狀況相近。

2.4 4段弱磁拋尾作業(yè)

4段選別作業(yè)為細(xì)篩篩下產(chǎn)品提質(zhì)作業(yè)，4段選別作業(yè)主要技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 4段磁選作業(yè)主要技術(shù)指標(biāo) %

作業(yè)名稱鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產(chǎn)率3段脫水槽62.1563.7323.520.764段磁選機(jī)63.7363.9934.090.164段脫水槽63.9964.2125.180.10

由表4可知，3段脫水槽實(shí)現(xiàn)了一定的提質(zhì)，精礦鐵品位提高了1.58個(gè)百分點(diǎn)，4段磁選機(jī)和4段脫水槽提質(zhì)幅度都甚微，且這3個(gè)選別作業(yè)的尾礦鐵品位均較高。

3 考查結(jié)果分析

3.1 原礦性質(zhì)

對(duì)流程考查的原礦樣進(jìn)行了化學(xué)多元素分析和鐵物相分析，其結(jié)果見表5、表6。

表5 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分TFeFeOSiO2CaOMgO含量24.3014.8751.572.471.61成分Al2O3MnOSP燒失含量1.360.240.2200.0306.14

表6 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表5、表6可知，原礦鐵品位較低為24.30%，礦石以磁鐵礦為主，礦石中碳酸鐵含量較高為7.21%，占礦石中鐵礦物含量的29.67%；工業(yè)不可利用的硅酸鐵和采用單一磁選工藝回收效果較差的赤褐鐵礦含量也較多，這樣的礦石性質(zhì)決定了其選別回收率必然較低，尾礦品位必然較高[1-2]，同時(shí)有害硫元素含量也稍高。

3.2 流程選別關(guān)鍵產(chǎn)品分析研究

3.2.1 最終磨礦產(chǎn)品粒度及解離度

最終磨礦產(chǎn)品粒度和解離度測(cè)定結(jié)果見表7。

表7 最終磨礦產(chǎn)品粒度和解離度測(cè)定結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱鐵品位粒度(-0.074mm)解離度鐵礦物脈石2旋溢43.1190.3272.9254.89再磨排礦51.9792.6880.0830.75

由表7可知，處理該碳酸鐵貧磁鐵礦工藝流程中的2個(gè)最終磨礦產(chǎn)品2旋溢和再磨排礦的鐵礦物和脈石礦物解離度都不高，再磨排礦的鐵礦物解離度稍高，但也只有80.08%，但其脈石礦物解離度較低為30.75%，這是其終精品位較低的主要原因。

3.2.2 細(xì)篩作業(yè)產(chǎn)品粒度及解離度

由于細(xì)篩作業(yè)為處理該礦石工藝的關(guān)鍵提質(zhì)作業(yè)，因此對(duì)該部分的主要流程產(chǎn)品1篩給、1篩下、2篩給、2篩下分別進(jìn)行了粒度分析和解離度測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表8～表11。

表8 1篩給粒度分析及解離度測(cè)定結(jié)果

表9 2篩給粒度分析及解離度測(cè)定結(jié)果

由表8、表9可知，這兩個(gè)產(chǎn)品的解離度均較低，雖然這兩個(gè)產(chǎn)品在0.076 mm這個(gè)粒度級(jí)別上下有明顯的品位差，但0.076 mm粒度以下級(jí)別產(chǎn)品除了-0.021 mm級(jí)別產(chǎn)品品位較高外，其他各粒度級(jí)別品位均較低，特別是0.031～0.056 mm這個(gè)粒度區(qū)間的產(chǎn)品，只有53%～57%，所以對(duì)該碳酸鐵磁鐵礦采用細(xì)篩工藝提質(zhì)，即使是采用0.076 mm較細(xì)篩孔的振動(dòng)細(xì)篩，雖然提質(zhì)幅度也較高，但其篩下產(chǎn)品難以達(dá)到較高的品位。

表10 1篩下粒度分析及解離度測(cè)定結(jié)果

表11 2篩下粒度分析及解離度測(cè)定結(jié)果

由表10、表11可知，由于采用的為0.075 mm篩孔的振動(dòng)細(xì)篩，該產(chǎn)品幾乎全部為-0.076 mm粒級(jí)產(chǎn)品，1篩下產(chǎn)品中-0.076 mm粒級(jí)含量為98.92%，但-0.076 mm粒級(jí)產(chǎn)品鐵品位較低，1篩下產(chǎn)品中-0.076 mm粒級(jí)產(chǎn)品品位平均為63.24%，0.031～0.056 mm粒度產(chǎn)品的鐵品位較低，只有60.58%～62.40%，但該粒度的產(chǎn)率卻高達(dá)47.46%，2篩下產(chǎn)品的情況較之更差，所以該高碳酸鐵磁鐵礦采用細(xì)篩提質(zhì)，即使是采用0.076 mm的篩孔尺寸，也很難達(dá)到較高品位的篩下產(chǎn)品[3]。

3.2.3 終精產(chǎn)品分析

對(duì)最終精礦產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)多元素分析、粒度分析和解離度測(cè)定，分析及測(cè)定結(jié)果見表12、表13。

表12 終精化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

組分TFeFeOSiO2CaOMgO含量64.3519.628.000.370.265組分Al2O3MnOSP燒失含量0.180.0490.0370.0140.4

由表12可知，終精鐵品位為64.35%，其中SiO2含量較高為8%，但經(jīng)選別后終精中的有害元素硫元素含量較低，達(dá)到冶煉標(biāo)準(zhǔn)。

表13 終精粒度分析及解離度測(cè)定結(jié)果

由表13可知，終精中0.056～0.043 mm粒級(jí)的產(chǎn)率為33.52%，但該粒級(jí)產(chǎn)品的鐵品位只有61.97%。在-0.076 mm粒級(jí)產(chǎn)率累計(jì)達(dá)到99%以上的條件下，終精鐵礦物解離度為88.63%，這說明該碳酸鐵磁鐵礦的嵌布粒度很細(xì)，即使在細(xì)篩作業(yè)后采用2段脫水槽和1段磁選進(jìn)行提質(zhì)，其終精品位也難以達(dá)到65%以上。

3.2.4 綜尾產(chǎn)品分析

對(duì)綜合尾礦產(chǎn)品進(jìn)行了鐵物相分析，分析結(jié)果見表14。

表14 綜尾鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦1.509.58碳酸鐵7.5047.92硅酸鐵2.1513.74假象、半假赤鐵礦0.301.92赤褐鐵礦4.2026.84全鐵15.65100.00

由表14可知，綜尾鐵品位較高為15.65%，其中含量最多的為碳酸鐵，占鐵礦物含量的47.92%；采用單一弱磁選工藝難以有效回收的赤褐鐵礦損失也較多，占其鐵礦物含量的26.84%，硅酸鐵含量占鐵礦物含量的13.74%，相對(duì)來說磁性鐵損失較少。

4 提質(zhì)探索試驗(yàn)研究

流程選別效果考查結(jié)果表明，采用階段磨礦—單一磁選—細(xì)篩再磨工藝流程，處理該高碳酸鐵貧磁鐵礦，最終精礦品位難以達(dá)到65%以上，細(xì)篩篩下產(chǎn)品，經(jīng)3段脫水槽、4段磁選機(jī)、4段脫水槽這3段提質(zhì)選別作業(yè)選別后，鐵品位提高幅度較小，對(duì)篩下產(chǎn)品的分析結(jié)果表明，篩下產(chǎn)品的解離度較低，針對(duì)該考查結(jié)果，采取原流程中的2磁精產(chǎn)品礦樣，采用試驗(yàn)室濕式球磨機(jī)將其磨至-0.045 mm 95%和-0.037 4 mm 95%兩個(gè)粒度進(jìn)行磁選管選別試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見表15。

表15 2磁精磁選管試驗(yàn)結(jié)果 %

2磁精鐵品位精礦鐵品位精礦產(chǎn)率尾礦鐵品位金屬回收率粒度55.9665.5172.0031.4084.2995(-0.045mm)67.2965.9034.0679.2495(-0.0374mm)

由表15可知，將原流程中的2磁精磨至 -0.045 mm 95%的條件下，可獲得鐵品位為65.51%的鐵精礦，當(dāng)將2磁精磨至-0.037 4 mm 95%的條件下，可獲得鐵品位為67.29%的鐵精礦。

5 提質(zhì)工藝流程措施建議

根據(jù)對(duì)該礦的流程選別效果考查及對(duì)流程中2磁精的細(xì)磨產(chǎn)品磁選管選別試驗(yàn)結(jié)果，建議將現(xiàn)流程中的細(xì)篩作業(yè)去掉，采用階段磨礦—單一磁選工藝處理該高碳酸鐵貧磁鐵礦石，即2磁精之前的工藝流程不變，將流程中的2磁精直接采用塔磨機(jī)細(xì)磨至-0.045 mm 95%以上后，采用弱磁選機(jī)進(jìn)行提質(zhì)選別，使其最終精礦品位達(dá)到并穩(wěn)定在65%以上。

6 結(jié) 語(yǔ)

某地選廠碳酸鐵含量較高的貧磁鐵礦石中鐵礦物嵌布粒度較細(xì)，在磨礦粒度較粗的條件下，其鐵礦物難以達(dá)到較好的單體解離程度，特別是采用細(xì)篩工藝提質(zhì)，由于受篩孔尺寸限制，其鐵精礦品位難以達(dá)到65%以上。探索試驗(yàn)結(jié)果表明，該高碳酸鐵貧磁鐵礦只有通過細(xì)磨至-0.045 mm 95%以上，使其鐵礦物與脈石礦物都達(dá)到較好的單體解離程度，再采用單一磁選工藝進(jìn)行選別，其最終精礦品位才可能達(dá)到并穩(wěn)定在65%以上。

[1] 張志雄.礦石學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1981.

[2] 許 時(shí).礦石可選性研究[M].2版.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[3] 孫炳泉.近年我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展[J].金屬礦山，2006(3):11-13.

2015-07-23)

吳文紅(1968—)，女，碩士，高級(jí)工程師，114002 遼寧省鞍山市鐵東區(qū)東解放路132#。